JP4565863B2 - Negative pressure control method for pneumatic booster - Google Patents

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Description

本発明は、車両の制動装置に組み合わされる気圧式倍力装置に対する負圧を制御する気圧式倍力装置への負圧制御方法に関するものである。   The present invention relates to a negative pressure control method for a pneumatic booster that controls negative pressure with respect to a pneumatic booster combined with a braking device of a vehicle.

従来、車両例えば自動車における制動装置すなわちブレーキ装置には、小さい操作力で大きな制動力を得るために、気圧式倍力装置すなわちブレーキブースタを組み合わせている。気圧式倍力装置は、内燃機関の吸気系から負圧を取り入れ、その負圧の大きさによりブレーキ装置の操作力を補助するものである。そして吸気系の圧力（吸気管圧力）の如何にかかわらず負圧を確保するために、負圧を発生させるエゼクタをブレーキブースタに組み合わせたものが知られている。   Conventionally, a pneumatic booster, that is, a brake booster, is combined with a braking device, that is, a braking device in a vehicle such as an automobile, in order to obtain a large braking force with a small operating force. A pneumatic booster takes in negative pressure from the intake system of an internal combustion engine and assists the operating force of the brake device by the magnitude of the negative pressure. In order to secure a negative pressure regardless of the pressure of the intake system (intake pipe pressure), a combination of an ejector that generates a negative pressure and a brake booster is known.

このような例として、例えば特許文献１に記載のものでは、ブレーキブースタの負圧を検出し、検出した負圧が所定負圧に到達しない場合に、エゼクタへの通気路の制御バルブを開弁してエゼクタを作動させ、ブレーキブースタに必要な負圧を確保し得るように構成してある。
特開２００２−２１１３８５号公報 As an example of this, for example, in the one disclosed in Patent Document 1, when the negative pressure of the brake booster is detected and the detected negative pressure does not reach a predetermined negative pressure, the control valve for the vent passage to the ejector is opened. Thus, the ejector is operated, and the negative pressure required for the brake booster can be secured.
JP 2002-212385 A

ところが、このような構成のものであると、ブレーキブースタの負圧が不足していることを検出した後にエゼクタを作動させているので、ブレーキブースタがブレーキ装置の操作力を補助するまでに時間のずれが生じ、負圧不足に対する応答性が低下した。また、アイドル運転時に、例えばエアコンディショナが作動してアイドル回転制御が作動し、吸入空気量が増加することにより負圧が低下してブレーキブースタにおいて負圧不足が生じると、負圧不足によりエゼクタが作動することになる。ところが、エゼクタが作動すると、エゼクタを介して空気が吸気系に流れ込むので、その空気によりアイドル運転時の吸入空気量が増加し、アイドル回転数が異常に上昇してアイドル回転制御に支障を来す不具合を生じた。   However, with such a configuration, since the ejector is operated after detecting that the negative pressure of the brake booster is insufficient, it takes time until the brake booster assists the operating force of the brake device. Deviation occurred and responsiveness to insufficient negative pressure decreased. Also, during idle operation, for example, if the air conditioner is activated and idle rotation control is activated, and the intake air amount increases and the negative pressure decreases and the brake booster has insufficient negative pressure, the ejector is Will be activated. However, when the ejector is activated, air flows into the intake system via the ejector, so that the intake air amount during idle operation increases due to the air, and the idle rotation speed rises abnormally and interferes with idle rotation control. A malfunction occurred.

一方、このようなブレーキブースタの負圧の不足は、例えば可変バルブタイミング装置を装備した内燃機関を搭載する車両においてブレーキブースタに供給する負圧を確保しようとすると、可変バルブタイミング装置によるバルブタイミングが可変される弁例えば吸気弁の作動角を制限する必要が生じてくる。この作動角は、排気弁と吸気弁とが同時に開成している期間を示すオーバーラップ量を増減するものである。そして、オーバーラップ量を制限することは、結果として燃費の向上を制限することになった。   On the other hand, such a shortage of negative pressure of the brake booster is caused by, for example, when the negative pressure supplied to the brake booster is secured in a vehicle equipped with an internal combustion engine equipped with a variable valve timing device, the valve timing by the variable valve timing device is reduced. It becomes necessary to limit the operating angle of a variable valve such as an intake valve. This operating angle increases or decreases the overlap amount indicating the period in which the exhaust valve and the intake valve are opened simultaneously. And limiting the amount of overlap resulted in limiting the improvement in fuel consumption.

すなわち、燃費をよくするために、可変バルブタイミング装置により排気弁と吸気弁とのオーバーラップ量を大きくして、内部排気ガス還流量を増やすものである。ところが、オーバーラップ量が増えると吸気管圧力は、オーバーラップ量の増加にほぼ比例するようにして負圧から大気圧に近づいていく。このため、ブレーキブースタの負圧を確保しようとすると、オーバーラップ量を燃費が最適となる値より低い値に制限しなければならなかった。   That is, in order to improve fuel efficiency, the amount of overlap between the exhaust valve and the intake valve is increased by the variable valve timing device to increase the internal exhaust gas recirculation amount. However, as the overlap amount increases, the intake pipe pressure approaches the atmospheric pressure from the negative pressure so as to be substantially proportional to the increase in the overlap amount. For this reason, in order to secure the negative pressure of the brake booster, the overlap amount had to be limited to a value lower than the value at which the fuel consumption becomes optimum.

また、アイドル運転時に、例えば吸気弁のバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング装置において、吸気弁のバルブタイミングを進角してオーバーラップ量が大きくなった状態で、可変バルブタイミング装置の異常によりバルブタイミングを変更できない状態となると、内燃機関が停止することを防止するためにアイドル回転制御装置を作動させて、アイドル運転状態を維持するように内燃機関は制御される。つまり、アイドル回転制御装置を作動させて、アイドル回転に必要な吸入空気量を確保するものである。このため、吸気管圧力が大気圧側に向けて変化し、ブレーキブースタへの負圧が減少することになった。このような場合に、ブレーキブースタの必要とする要求負圧を確保しようとすると、可変バルブタイミング装置の異常時を想定してあらかじめオーバーラップ量を要求負圧に応じて制限する必要があり、燃費を向上させることの障害となった。   Also, in an idle valve operation, for example, in a variable valve timing device that makes the valve timing of the intake valve variable, the valve timing of the intake valve is advanced and the valve amount is increased due to an abnormality in the variable valve timing device with the overlap amount increased. When the timing cannot be changed, the internal combustion engine is controlled so as to maintain the idle operation state by operating the idle rotation control device in order to prevent the internal combustion engine from stopping. In other words, the idle rotation control device is operated to secure the intake air amount necessary for idle rotation. For this reason, the intake pipe pressure changed toward the atmospheric pressure side, and the negative pressure to the brake booster decreased. In such a case, if the required negative pressure required by the brake booster is to be secured, it is necessary to limit the overlap amount according to the required negative pressure in advance, assuming that the variable valve timing device is abnormal. Became an obstacle to improving.

本発明は、以上のような不具合を解消するためになされたものである。   The present invention has been made to solve the above problems.

すなわち、本発明の気圧式倍力装置への負圧制御方法は、吸気弁と排気弁とのいずれか一方の作動角を可変して吸気弁と排気弁とを同時に開成させるオーバーラップ量を可変する可変バルブタイミング装置と、車両の制動装置の作動を補助する気圧式倍力装置に対して通気された際に負圧を供給する負圧発生手段とを備え、負圧発生手段を作動させる空気を吸気系に設けたスロットルバルブの下流に流入させる内燃機関において、アイドル運転時のオーバーラップ量が所定値よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合に負圧発生手段を通過する通気量を電磁制御弁の開度を制御することにより増加させ、電磁制御弁を通過した空気をスロットルバルブの下流に流入させる構成である。 That is, the negative pressure control method for the pneumatic booster according to the present invention varies the amount of overlap for opening the intake valve and the exhaust valve at the same time by varying the operating angle of either the intake valve or the exhaust valve. Air for operating the negative pressure generating means, and a negative pressure generating means for supplying a negative pressure when vented to the pneumatic booster that assists the operation of the braking device of the vehicle In the internal combustion engine that flows into the downstream of the throttle valve provided in the intake system, it is determined whether or not the overlap amount during idling is greater than a predetermined value, and if it is determined to be large, the negative pressure generating means is passed. The ventilation amount is increased by controlling the opening degree of the electromagnetic control valve, and the air that has passed through the electromagnetic control valve flows into the downstream of the throttle valve .

本発明において、通気量を増量するとは、通気量がない状態すなわち通気量が０の状態から通気を開始することにより通気量を増量するもの、及びある量の通気量にて通気している状態からそのある量を上回る量の通気量にすることを指すものである。   In the present invention, increasing the air flow rate means that the air flow rate is increased by starting the air flow from the state where there is no air flow rate, that is, the air flow rate is 0, and the state where the air flow is performed at a certain air flow rate. Therefore, it means that the air flow rate exceeds the certain amount.

このような構成によれば、アイドル運転時の吸気弁と排気弁とのオーバーラップ量が所定値よりも大きい場合に負圧発生手段を通過する通気量を電磁制御弁の開度を制御することにより増加させるので、気圧式倍力装置が必要とする負圧を、負圧が不足する前に確実に確保することが可能になる。このため、所定値を目標とする燃費が得るための限界となるオーバーラップ量に設定しておけば、アイドル運転時の実際の作動値が設定値を超えた時点から負圧発生手段により気圧式倍力装置に供給される負圧が高くなるので、燃費を確保するとともに気圧式倍力装置の作動を補償することが可能になる。しかも、負圧発生手段が作動した場合には、作動のための空気が吸気系のスロットルバルブの下流に流入するため、アイドル運転時の機関回転数をより適正な状態に維持することが可能になる。 According to such a configuration, when the overlap amount between the intake valve and the exhaust valve during idle operation is larger than a predetermined value , the opening amount of the electromagnetic control valve is controlled by the ventilation amount passing through the negative pressure generating means. Runode increased by the negative pressure required by the pneumatic booster, it is possible to reliably ensured before the negative pressure is insufficient. For this reason, if the predetermined amount is set to an overlap amount that is a limit for obtaining the target fuel efficiency, the negative pressure generating means starts the air pressure type from the time when the actual operating value during idle operation exceeds the set value. Since the negative pressure supplied to the booster becomes higher, it becomes possible to ensure fuel consumption and to compensate for the operation of the pneumatic booster. In addition, when the negative pressure generating means is operated, the operating air flows downstream of the throttle valve of the intake system, so that the engine speed during idling can be maintained in a more appropriate state. Become.

アイドル運転時の可変バルブタイミング装置の異常にも対処するためには、通気量の増量を、オーバーラップ量が大きくなるに応じて増量するものである構成とすればよい。このような構成であれば、可変バルブタイミング装置が異常になった場合に、オーバーラップ量に応じて通気量の増量を行うので、異常時のオーバーラップ量が所定値に対して非常に大きくなってもそのような作動角に応じた負圧を負圧発生手段により確保することが可能になる。   In order to cope with the abnormality of the variable valve timing apparatus during the idling operation, the increase in the ventilation amount may be increased as the overlap amount increases. With such a configuration, when the variable valve timing device becomes abnormal, the ventilation amount is increased according to the overlap amount, so the overlap amount at the time of abnormality becomes very large with respect to the predetermined value. However, a negative pressure corresponding to such an operating angle can be secured by the negative pressure generating means.

本発明は、以上説明したように、アイドル運転時の吸気弁と排気弁とのいずれか一方の作動角が所定値よりも大きい場合に負圧発生手段への通気量を増量するので、気圧式倍力装置が必要とする負圧を、負圧が不足する前に確実に確保することができる。また、所定値を目標とする燃費が得るための限界となる作動角に設定しておけば、アイドル運転時の実際の作動値が設定値を超えた時点から負圧発生手段により気圧式倍力装置に供給される負圧が高くなるので、燃費を確保するとともに気圧式倍力装置の作動を補償することができる。しかも、負圧発生手段が作動することにより負圧発生手段の作動のための空気が吸気系のスロットルバルブの下流に流入するため、アイドル運転時の吸入空気量が増加し、アイドル運転時の機関回転数をより適正な状態に維持することができる。   As described above, the present invention increases the ventilation amount to the negative pressure generating means when the operating angle of either the intake valve or the exhaust valve during idle operation is larger than a predetermined value. The negative pressure required by the booster can be reliably ensured before the negative pressure is insufficient. Also, if the operating angle that is the limit for obtaining the target fuel consumption is set to a predetermined value, the pneumatic booster is operated by the negative pressure generating means from the time when the actual operating value during idling exceeds the set value. Since the negative pressure supplied to the device becomes high, fuel consumption can be ensured and the operation of the pneumatic booster can be compensated. Moreover, since the air for operating the negative pressure generating means flows downstream of the throttle valve of the intake system due to the operation of the negative pressure generating means, the amount of intake air during idle operation increases, and the engine during idle operation increases. The rotational speed can be maintained in a more appropriate state.

加えて、可変バルブタイミング装置が異常になった場合に、オーバーラップ量に応じて通気量の増量を行うので、異常時のオーバーラップ量が所定値に対して非常に大きくなってもそのようなオーバーラップ量に応じた負圧を負圧発生手段により確保することができる。   In addition, when the variable valve timing device becomes abnormal, the ventilation amount is increased according to the overlap amount, so even if the overlap amount at the time of abnormality becomes very large with respect to the predetermined value, A negative pressure corresponding to the overlap amount can be secured by the negative pressure generating means.

以下、本発明の一実施形態を、図１〜４を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１に１気筒の構成を概略的に示したエンジン１００は、例えば自動車用の３気筒のもので、エンジン１００の吸気系１には、図示しないアクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２が配設され、その下流側にはサージタンク３が設けられ、サージタンク３からの吸入空気は吸気弁３７を介してシリンダ３８内に吸入される。なお、このエンジン１００は、図示しないが、スロットルバルブ２を迂回するようにしてアイドル回転制御弁を設けたアイドル回転制御空気通路が設けてあり、アイドル回転制御弁の開度を制御することによりアイドル回転制御空気路を介して吸気系１に供給される空気量を制御するアイドル回転制御装置（図示しない）を備えるものである。このようなアイドル回転制御装置は、スロットルバルブ２の開度をアクチュエータにより変更するようにして、アクセルペダルが操作されていない場合に吸気系１への空気量を変更し得るように構成したものであってもよい。   An engine 100 schematically showing the configuration of one cylinder in FIG. 1 is, for example, a three-cylinder for an automobile, and an intake system 1 of the engine 100 has a throttle valve 2 that opens and closes in response to an accelerator pedal (not shown). The surge tank 3 is provided on the downstream side, and the intake air from the surge tank 3 is sucked into the cylinder 38 via the intake valve 37. Although not shown, this engine 100 is provided with an idle rotation control air passage provided with an idle rotation control valve so as to bypass the throttle valve 2, and is controlled by controlling the opening degree of the idle rotation control valve. An idle rotation control device (not shown) that controls the amount of air supplied to the intake system 1 via the rotation control air passage is provided. Such an idle rotation control device is configured such that the amount of air to the intake system 1 can be changed when the accelerator pedal is not operated by changing the opening of the throttle valve 2 by an actuator. There may be.

また、吸気系１には、スロットルバルブ２を迂回するように設けられた通気路５１に、負圧発生手段であるエゼクタ５２が設けてある。エゼクタ５２は、当該分野で知られているものであってよく、図２に示すように、例えば通気路５１に連通して中間部分で流通する空気の流速が音速近くにまで加速される絞り部５２ａを有し、その絞り部５２ａの近傍に開口して負圧を気圧式倍力装置であるブレーキブースタ５３に逆止弁５４を介して供給する負圧取り出し部５２ｂを備えるものである。この通気路５１には、流れる空気量を制御するための電磁制御弁（以下、制御弁と称する）５５が設けてある。この制御弁５５は、例えばバキュームスイッチングバルブで、印加される駆動電圧ｐのデューティ比（単位時間当たりの通電時間の割合）にその開度が決定される。逆止弁５３は、第一負圧通路５６の逆止弁５３とエゼクタ５２との間が正圧になった場合に、その正圧がブレーキブースタ５３にかからないようにするものである。また、ブレーキブースタ５３には、通気路５１のエゼクタ５２より下流位置に連通して、スロットルバルブ２の下流位置から負圧を供給するための第二負圧通路５７が設けてあり、その第二負圧通路５７にはスロットルバルブ２の下流位置が正圧になった際に、その正圧がブレーキブースタ５３に加わらないようにする逆止弁５８が設けてある。なお、図示しないが、ブレーキブースタ５３は、ブレーキペダルが連結されるとともに、ブレーキペダルが操作された際に制動装置であるブレーキに制動力を伝達するものである。 Further, in the intake system 1, an ejector 52, which is a negative pressure generating means, is provided in an air passage 51 provided so as to bypass the throttle valve 2. The ejector 52 may be known in the art. As shown in FIG. 2, for example, the ejector 52 is a throttle portion that communicates with the air passage 51 and accelerates the flow velocity of air flowing in the middle portion to near the sonic velocity. 52a, and includes a negative pressure extraction portion 52b that opens near the throttle portion 52a and supplies negative pressure to a brake booster 53 that is a pneumatic booster device via a check valve 54. The ventilation passage 51 is provided with an electromagnetic control valve (hereinafter referred to as a control valve) 55 for controlling the amount of flowing air. This control valve 55 is a vacuum switching valve, for example, and its opening degree is determined by the duty ratio (ratio of energization time per unit time) of the applied drive voltage p. The check valve 53 prevents the positive pressure from being applied to the brake booster 53 when the pressure between the check valve 53 and the ejector 52 in the first negative pressure passage 56 becomes positive. Further, the brake booster 53 is provided with a second negative pressure passage 57 that communicates with a position downstream of the ejector 52 of the air passage 51 and supplies negative pressure from the position downstream of the throttle valve 2. The negative pressure passage 57 is provided with a check valve 58 that prevents the positive pressure from being applied to the brake booster 53 when the downstream position of the throttle valve 2 becomes positive. Although not shown, the brake booster 53 is connected to a brake pedal and transmits a braking force to a brake as a braking device when the brake pedal is operated.

加えて、サージタンク３に連通する吸気系１の吸気マニホルド４のシリンダヘッド３９側の端部近傍には、さらに燃料噴射弁５が設けてあり、この燃料噴射弁５を電子制御装置６により制御するようにしている。また、排気系２０には、燃焼室３８ａから排気弁３６を介して排出された排気ガス中の酸素濃度を測定するためのＯ2センサ２１が、図示しないマフラに至るまでの管路に配設された三元触媒２２の上流の位置に取り付けられている。 In addition, a fuel injection valve 5 is further provided in the vicinity of the cylinder head 39 side end of the intake manifold 4 of the intake system 1 communicating with the surge tank 3, and this fuel injection valve 5 is controlled by the electronic control device 6. Like to do. In the exhaust system 20, an O 2 sensor 21 for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 38 a through the exhaust valve 36 is disposed in a pipe line leading to a muffler (not shown). The three-way catalyst 22 is attached at a position upstream.

また、このエンジン１００は、可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴと称する）３０を具備するものである。ＶＶＴ３０は、いわゆる揺動シリンダ機構を利用したもので、排気カムシャフト３１に固定されたロータ（図示しない）と、ロータに外嵌するハウジング（図示しない）と、ロータに対してハウジングを回動させるための電磁式４方向切換制御弁たるオイルコントロールバルブ３２と、互いに噛み合うように一方をハウジングに固着し他方を吸気カムシャフト３３に固定した一対のギア３４、３５とを備えている。   The engine 100 also includes a variable valve timing mechanism (hereinafter referred to as VVT) 30. The VVT 30 uses a so-called oscillating cylinder mechanism, and a rotor (not shown) fixed to the exhaust camshaft 31, a housing (not shown) fitted on the rotor, and the housing rotated with respect to the rotor. An oil control valve 32 serving as an electromagnetic four-direction switching control valve for this purpose, and a pair of gears 34 and 35 having one fixed to the housing and the other fixed to the intake camshaft 33 so as to mesh with each other.

そして、ハウジングに流出入する作動油の方向及び量をオイルコントロールバルブ３２により制御して、ロータに対するハウジングの相対角度を変化させ、排気カムシャフト３１と吸気カムシャフト３３との間に任意の回転位相差を生じさせて、バルブタイミングを可変制御するものである。つまり、クランクシャフト（図示しない）の回転に対して排気弁３６を常に一定の開閉タイミングで開閉させつつ、吸気弁３７の作動角を変えることによりその開閉タイミングを変化させて、排気弁３６の開閉タイミングと吸気弁３７の開閉タイミングとの相対位相差を所定角度範囲内で自在に変化させることができる。具体的には、吸気弁３７の開閉タイミングを例えばアイドリング時には遅角側に移動させて、排気弁３６と吸気弁３７との両方が開成している期間であるオーバーラップ量を最小にするとともに、高負荷時にはこのアイドリング時の開閉タイミングを後述する目標進角量ＶＴＴＢにより進角側へ移動させてオーバーラップ量を大きくし、エンジンの燃費や出力、あるいはドライバビリティの向上などに寄与させている。また、排気カムシャフト３１の一方の端部には、クランク角度信号ｍ及び気筒判別用のＮ信号を出力するクランクセンサ４１が取り付けてあり、吸気カムシャフト３３の一方の端部には、２４０°ＣＡ（クランク角度）回転する毎に吸気カム信号ｎを出力するタイミングセンサ４２が、それぞれ取り付けてある。   Then, the direction and amount of hydraulic oil flowing into and out of the housing is controlled by the oil control valve 32 to change the relative angle of the housing with respect to the rotor, so that an arbitrary rotational position is provided between the exhaust camshaft 31 and the intake camshaft 33. The valve timing is variably controlled by generating a phase difference. That is, the exhaust valve 36 is always opened and closed at a constant opening / closing timing with respect to the rotation of the crankshaft (not shown), and the opening / closing timing is changed by changing the operating angle of the intake valve 37 to open / close the exhaust valve 36. The relative phase difference between the timing and the opening / closing timing of the intake valve 37 can be freely changed within a predetermined angle range. Specifically, the opening / closing timing of the intake valve 37 is moved to the retard side during idling, for example, to minimize the overlap amount during which both the exhaust valve 36 and the intake valve 37 are open, When the load is high, the opening / closing timing during idling is moved to the advance side by a target advance amount VTTB, which will be described later, to increase the overlap amount, thereby contributing to improvements in engine fuel consumption, output, or drivability. A crank sensor 41 that outputs a crank angle signal m and an N signal for cylinder discrimination is attached to one end portion of the exhaust camshaft 31, and 240 ° is provided to one end portion of the intake camshaft 33. A timing sensor 42 that outputs an intake cam signal n every rotation of the CA (crank angle) is attached.

電子制御装置６は、中央演算処理装置７と、記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力インターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。中央演算処理装置７は、記憶装置８に格納された後述のプログラムを実行して、エンジン１００の運転制御を行うものである。そしてエンジン１００の運転制御を行うために必要な情報が入力インターフェース９を介して中央演算処理装置７に入力されるとともに、中央演算処理装置７は出力インターフェース１１を介して制御のための信号が燃料噴射弁５やオイルコントロールバルブ３３などに出力する。具体的には、入力インターフェース９には、サージタンク３内の圧力（吸気管圧力ＰＭ）を検出するための吸気圧センサ１３から出力させる吸気圧信号ａ、エンジン回転数ＮＥを検出するための回転数センサ１４から出力される回転数信号ｂ、クランクセンサ４１から出力されるクランク角度信号ｍ、タイミングセンサ４２から出力される吸気カム信号ｎ、スロットルバルブ２の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ１６から出力されＩＤＬ信号ｄ、エンジンの冷却水温を検出するための水温センサ１８から出力される水温信号ｆ、上記したＯ2センサ２１から出力される電圧信号ｈなどが入力される。一方、出力インターフェース１１からは、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｆたる駆動パルスＩＮＪが、スパークプラグ１９に対して点火信号ｇが、オイルコントロールバルブ３２に対して目標進角値ＶＴＴＢに対応する制御信号ｋが、さらに流量制御弁５５に対して駆動信号ｐがそれぞれ出力されるようになっている。 The electronic control device 6 is mainly configured by a microcomputer system including a central processing unit 7, a storage device 8, an input interface 9, and an output interface 11. The central processing unit 7 controls the operation of the engine 100 by executing a program described later stored in the storage device 8. Information necessary for controlling the operation of the engine 100 is input to the central processing unit 7 via the input interface 9, and the central processing unit 7 receives the control signal via the output interface 11 as fuel. Output to the injection valve 5 and the oil control valve 33. Specifically, the input interface 9 has an intake pressure signal a output from the intake pressure sensor 13 for detecting the pressure in the surge tank 3 (intake pipe pressure PM), and a rotation for detecting the engine speed NE. The engine speed signal b output from the number sensor 14, the crank angle signal m output from the crank sensor 41, the intake cam signal n output from the timing sensor 42, and the idle switch 16 for detecting the open / closed state of the throttle valve 2 The IDL signal d output from, the water temperature signal f output from the water temperature sensor 18 for detecting the coolant temperature of the engine, the voltage signal h output from the O 2 sensor 21, etc. are input. On the other hand, from the output interface 11, the drive pulse INJ as the fuel injection signal f for the fuel injection valve 5, the ignition signal g for the spark plug 19, and the target advance value VTTB for the oil control valve 32. The control signal k to be output is further output to the flow rate control valve 55 as a drive signal p.

電子制御装置６には、吸気圧センサ１３から出力される吸気圧信号ａと回転数センサ１４から出力させる回転数信号ｂとを主な情報とし、エンジン１００の運転状態に応じて決まる各種の補正係数で基本燃料噴射時間すなわち基本噴射量を補正して燃料噴射弁開成時間である最終噴射時間すなわち燃料噴射量を決定し、その決定された時間により燃料噴射弁５を制御して、エンジン１００の運転状態に応じた燃料噴射量を燃料噴射弁５から吸気系１に噴射するためのプログラムが内蔵してある。   The electronic control unit 6 uses the intake pressure signal a output from the intake pressure sensor 13 and the rotation speed signal b output from the rotation speed sensor 14 as main information, and various corrections determined according to the operating state of the engine 100. The basic fuel injection time, that is, the basic injection amount is corrected by the coefficient to determine the final injection time, that is, the fuel injection amount, which is the fuel injection valve opening time, and the fuel injection valve 5 is controlled based on the determined time, so that the engine 100 A program for injecting a fuel injection amount corresponding to the operating state from the fuel injection valve 5 into the intake system 1 is incorporated.

また、電子制御装置６には、運転状態に応じた開閉タイミングになるように吸気弁３７の開閉タイミング、したがって作動角を運転状態に応じて設定される目標進角値ＶＴＴＢにより制御するプログラムが内蔵してある。また、上述した吸気弁３７の作動角を可変して吸気弁と排気弁とを同時に開成させるオーバーラップ量を可変するＶＶＴ３０と、車両の制動装置であるブレーキ（図示しない）の作動を補助するブレーキブースタ５３に対して通気された際に負圧を供給するエゼクタ５２とを備え、エゼクタ５２を作動させる空気を吸気系１に設けたスロットルバルブ２の下流に流入させるエンジン１００において、アイドル運転時のオーバーラップ量が所定値よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合にエゼクタ５２を通過する通気量を制御弁５５の開度を制御することにより増加させ、制御弁５５を通過した空気をスロットルバルブ２の下流に流入させるもので、通気量の増量を、オーバーラップ量が大きくなるに応じて増量するように構成したプログラムが内蔵してある。 Further, the electronic control unit 6 has a built-in program for controlling the opening / closing timing of the intake valve 37, and hence the operating angle, with the target advance value VTTB set according to the operating state so that the opening / closing timing corresponds to the operating state. It is. Further, the above-described VVT 30 that varies the operating angle of the intake valve 37 to open the intake valve and the exhaust valve at the same time, and the brake that assists the operation of a brake (not shown) that is a vehicle braking device. The engine 100 includes an ejector 52 that supplies a negative pressure when ventilated to the booster 53, and causes the air that operates the ejector 52 to flow downstream of the throttle valve 2 provided in the intake system 1. It is determined whether or not the overlap amount is larger than a predetermined value. If it is determined that the overlap amount is large, the amount of air passing through the ejector 52 is increased by controlling the opening degree of the control valve 55 and the control valve 55 is passed. intended for flowing air downstream of the throttle valve 2, the increase of the amount of aeration configured to increase and in accordance with the overlap amount becomes larger Programs are built.

この負圧制御プログラムの概略手順を、図２を参照して説明する。なお、吸気弁３７の作動角を運転状態に応じて設定される目標制御量により制御するものについては、公知のものを使用できるので、説明を省略する。   The general procedure of this negative pressure control program will be described with reference to FIG. In addition, about what controls the operating angle of the intake valve 37 with the target control amount set according to a driving | running state, since a well-known thing can be used, description is abbreviate | omitted.

図２において、ステップＳ１では、ＶＶＴ３０による吸気弁３７の実際のオーバーラップ量を示すものとなる実進角量（実際の進角値により制御された場合に実際に進角した量）がクランク角換算で示される基本ズレ判定値ｘ度CA（クランク角）以上か否かを判定する。基本ズレ判定値ｘは、例えば１０度CAである。この場合、基本ズレ判定値ｘは、エゼクタ５２の作動が必要か否かを判定するための値で、アイドル運転時において、エンジン１００に起因するがたつきなどで、実際の進角値と目標進角値ＶＴＴＢとの間にズレが生じても、これに基づいてエゼクタ５２が微妙に作動してしまうことを防止するのが目的であるので、このような値に設定するものである。実際のオーバーラップ量は、オイルコントロールバルブ３２の制御信号ｈに基づいて換算するもので、吸気弁３７を制御のための進角値により進角した場合の進角量とほぼ一致するものである。   In FIG. 2, in step S1, the actual advance amount (the amount actually advanced when controlled by the actual advance value) indicating the actual overlap amount of the intake valve 37 by the VVT 30 is determined as the crank angle. It is determined whether or not the basic deviation determination value x degrees CA (crank angle) indicated by the conversion is greater than or equal to. The basic deviation determination value x is, for example, 10 degrees CA. In this case, the basic deviation determination value x is a value for determining whether or not the operation of the ejector 52 is necessary. During idling operation, the actual advance value and target Even if there is a deviation from the advance value VTTB, the purpose is to prevent the ejector 52 from being delicately operated based on this, and therefore, such a value is set. The actual overlap amount is converted based on the control signal h of the oil control valve 32, and substantially coincides with the advance amount when the intake valve 37 is advanced by the advance value for control. .

ステップＳ２では、ＶＶＴ３０による吸気弁３７の実際の進角値が目標進角値ＶＴＴＢより大きいか否か、つまりオーバーラップ量が所定値より大きいか否かを判定する。所定値は、実質的には目標進角値ＶＴＴＢと実際の進角値との差の大きさを判定するためのもので、クランク角に換算にして０であってもよい。この実施形態におけるステップＳ２では、実際の進角値と目標進角値ＶＴＴＢとの大小関係において判定をするもので、その差については演算しない。次に、ステップＳ２において、実際の進角値が目標進角値ＶＴＴＢを上回っていると判定した場合は、ステップ３において、オイルコントロールバルブ３２の制御信号から取得した実際の進角値から目標進角値ＶＴＴＢを減算し、演算により得られた両者の差（ズレ量）の大きさにより制御弁５５に印加する駆動電圧ｐのデューティ比を決定する。この場合、差が小さい場合に比較して、差が大きくなるにしたがってデューティ比を大きくするものである。具体的には、例えば図３に示すような値に設定する。一方、ステップＳ２において、実際の進角値が目標進角値ＶＴＴＢ以下であると判定した場合は、ステップＳ４において、制御弁５５の駆動電圧ｐのデューティ比を０、つまり制御弁５５が閉成した状態となる値に設定する。   In step S2, it is determined whether or not the actual advance value of the intake valve 37 by the VVT 30 is greater than the target advance value VTTB, that is, whether or not the overlap amount is greater than a predetermined value. The predetermined value is substantially for determining the magnitude of the difference between the target advance value VTTB and the actual advance value, and may be 0 in terms of crank angle. In step S2 in this embodiment, the determination is made based on the magnitude relationship between the actual advance value and the target advance value VTTB, and the difference is not calculated. Next, when it is determined in step S2 that the actual advance value exceeds the target advance value VTTB, in step 3, the target advance value is obtained from the actual advance value obtained from the control signal of the oil control valve 32. The duty ratio of the drive voltage p applied to the control valve 55 is determined by subtracting the angle value VTTB and the magnitude of the difference (deviation amount) between the two obtained by the calculation. In this case, the duty ratio is increased as the difference becomes larger than when the difference is small. Specifically, for example, a value as shown in FIG. 3 is set. On the other hand, when it is determined in step S2 that the actual advance value is equal to or less than the target advance value VTTB, in step S4, the duty ratio of the drive voltage p of the control valve 55 is 0, that is, the control valve 55 is closed. Set to a value that results in

なお、この実施形態では、実際の進角値が目標進角値ＶＴＴＢ以下の場合に、駆動電圧ｐのデューティ比を０としたが、アイドル運転時においてエンジン１００の負荷を考慮するとともに燃費を設定し得る最高値になるように設定することで目標進角値ＶＴＴＢが大きく、吸気系１からの負圧ではブレーキブースタ５３の要求負圧とならない場合には、制御弁５５の駆動電圧ｐのデューティ比を０以外の小さな値に設定しておき、エゼクタ５２によりブレーキブースタ５３の負圧が要求負圧になるように負圧が供給されるようにするものであってよい。この場合にあっても、ステップＳ３において設定するデューティ比は、上述の０以外の小さな値から増加するように実際の進角値と目標進角値ＶＴＴＢとの差に応じて増加させるものである。   In this embodiment, when the actual advance value is equal to or less than the target advance value VTTB, the duty ratio of the drive voltage p is set to 0. However, the load of the engine 100 is taken into account during idle operation and the fuel consumption is set. When the target advance angle value VTTB is large by setting it to be the maximum value possible and the negative pressure from the intake system 1 does not become the required negative pressure of the brake booster 53, the duty of the drive voltage p of the control valve 55 The ratio may be set to a small value other than 0 so that the negative pressure is supplied by the ejector 52 so that the negative pressure of the brake booster 53 becomes the required negative pressure. Even in this case, the duty ratio set in step S3 is increased in accordance with the difference between the actual advance value and the target advance value VTTB so as to increase from a small value other than 0 described above. .

このような構成において、設定された目標アイドル回転数の近傍においてエンジン１００が作動している正常なアイドル運転状態にあって燃焼が正常な場合は、吸気弁３７の実際の進角値が基本ズレ判定値ｘより小さいか、あるいは目標進角値ＶＴＴＢを上回っていないので、ステップＳ１からステップＳ４を実行するか、あるいはステップＳ１、ステップＳ２を実行した後にステップＳ４を実行する。したがって、制御弁５５は開成されず、第二負圧通路５７を介して負圧が供給されることはない。この場合は、スロットルバルブ２の下流側から逆止弁５８を介してブレーキブースタ５３に吸気管負圧が供給される。   In such a configuration, when the engine 100 is operating in the vicinity of the set target idle speed and in a normal idle operation state and combustion is normal, the actual advance value of the intake valve 37 is the basic deviation. Since it is smaller than the determination value x or does not exceed the target advance value VTTB, step S1 to step S4 are executed, or step S4 is executed after executing step S1 and step S2. Therefore, the control valve 55 is not opened, and no negative pressure is supplied through the second negative pressure passage 57. In this case, intake pipe negative pressure is supplied to the brake booster 53 from the downstream side of the throttle valve 2 via the check valve 58.

これに対して、吸気弁３７の実際の進角値が目標進角値ＶＴＴＢより大きくなったアイドル運転状態では、吸気系１への排気ガスの吹き戻しなどにより吸気管圧力の負圧が大気圧に近づく場合がある。このような現象が顕著な例としては、例えばアイドル運転状態においてエアコンディショナなどの負荷が変更されて目標進角値ＶＴＴＢを変更した場合に、実際の進角値が目標進角値ＶＴＴＢを上回った状態でＶＶＴ３０の異常が生じ、吸気弁３７の作動角を制御できない状態になったままとなるものが挙げられる。   On the other hand, in the idle operation state in which the actual advance value of the intake valve 37 is larger than the target advance value VTTB, the negative pressure of the intake pipe pressure is the atmospheric pressure due to the exhaust gas blowing back to the intake system 1 or the like. May approach. An example of such a remarkable phenomenon is that the actual advance value exceeds the target advance value VTTB when the target advance value VTTB is changed by changing the load of an air conditioner or the like in an idle operation state. In this state, an abnormality of the VVT 30 occurs, and the operating angle of the intake valve 37 cannot be controlled.

このような場合に、目標進角値ＶＴＴＢより進角した位置で吸気弁３７の開度が変わらなくなるため、排気弁３６と吸気弁３７とが同時に開成しているオーバーラップ量が大きくなったまま変化しなくなり、ブレーキブースタ５３への負圧の供給が低下することになる。この実施形態では、ステップＳ１及びステップＳ２を実行し、実際の進角値が目標進角値ＶＴＴＢを上回っている差つまりオーバーラップ量が所定値を上回っている量をステップＳ３にて演算し、その演算結果つまり差の大きさに応じて、差が大きくなるほど制御弁５５の駆動電圧ｐのデューティ比を大きくして、制御弁５５の開度を大きくする。この結果、制御弁５５を通過する空気流量が増加し、エゼクタ５２内部の空気流速が早くなり、その空気流速に応じてブレーキブースタ５３に供給される負圧が高くなる。したがって、第一負圧通路５６を介してエゼクタ５２において発生した負圧がブレーキブースタ５３に供給される。この時、制御弁５５が設けられる通気路５１には、制御弁５５が開成されることによりその開度に応じた空気が流入し、スロットルバルブ２の下流に供給される。通常、アイドル運転時における排気弁３６と吸気弁３７とのオーバーラップ量が大きいほどアイドル回転数を維持するために必要となる吸入空気量が多くなることが知られている。したがって、エゼクタ５２を介してアイドル運転状態における吸入空気量が増加することは、アイドル回転制御装置による吸入空気量を増量補正することになり、アイドル運転状態を安定なものにする。   In such a case, since the opening degree of the intake valve 37 does not change at a position advanced from the target advance value VTTB, the overlap amount in which the exhaust valve 36 and the intake valve 37 are simultaneously opened remains large. The supply of the negative pressure to the brake booster 53 is reduced. In this embodiment, step S1 and step S2 are executed, and the difference in which the actual advance value exceeds the target advance value VTTB, that is, the amount by which the overlap amount exceeds the predetermined value is calculated in step S3. In accordance with the calculation result, that is, the magnitude of the difference, the duty ratio of the drive voltage p of the control valve 55 is increased as the difference is increased, and the opening degree of the control valve 55 is increased. As a result, the air flow rate passing through the control valve 55 is increased, the air flow rate inside the ejector 52 is increased, and the negative pressure supplied to the brake booster 53 is increased according to the air flow rate. Accordingly, the negative pressure generated in the ejector 52 is supplied to the brake booster 53 via the first negative pressure passage 56. At this time, air corresponding to the opening degree flows into the air passage 51 where the control valve 55 is provided, and is supplied downstream of the throttle valve 2. In general, it is known that the amount of intake air required to maintain the idle speed increases as the overlap amount between the exhaust valve 36 and the intake valve 37 during idle operation increases. Therefore, an increase in the intake air amount in the idling operation state via the ejector 52 corrects an increase in the intake air amount by the idling rotation control device, thereby stabilizing the idling operation state.

このように、仮にＶＶＴ３０が異常になって吸気弁３７の制御が不能になり、排気弁３６と吸気弁３７とのオーバーラップ量が異常な状態つまりオーバーラップ量が所定値を上回った状態で停止したままとなった場合でも、エゼクタ５２によりブレーキブースタ５３が作動するのに必要な負圧を確保することができる。そして、このようにブレーキブースタ５３のための負圧を確実に保証することができるので、従来に比較して、ＶＶＴ３０による吸気弁３７の作動角の最大値、したがってオーバーラップ量の最大値を大きく設定することができ、正常運転時の燃費を向上させることができる。   In this way, if the VVT 30 becomes abnormal and the intake valve 37 cannot be controlled, the control is stopped when the overlap amount between the exhaust valve 36 and the intake valve 37 is abnormal, that is, when the overlap amount exceeds a predetermined value. Even if it remains, the ejector 52 can ensure the negative pressure necessary for the brake booster 53 to operate. Since the negative pressure for the brake booster 53 can be reliably ensured in this way, the maximum value of the operating angle of the intake valve 37 by the VVT 30, and hence the maximum value of the overlap amount, is increased as compared with the prior art. It can be set, and fuel consumption during normal operation can be improved.

また、エゼクタ５２を介してスロットルバルブ２の下流にエゼクタ５２を作動させた空気が供給されるため、アイドル運転における燃焼状態の低下を確実に防止することができ、アイドル運転時のエンジン回転数を確実により適正な状態に維持することができる。このようにアイドル回転制御装置の機能を補助することができるので、アイドル回転制御装置により制御する吸入空気の容量を小さくすることができる。   In addition, since the air that has actuated the ejector 52 is supplied to the downstream of the throttle valve 2 via the ejector 52, it is possible to reliably prevent a decrease in the combustion state in the idling operation, and to reduce the engine speed during the idling operation. It can be reliably maintained in a more appropriate state. Since the function of the idle rotation control device can be assisted in this way, the volume of intake air controlled by the idle rotation control device can be reduced.

なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment.

上記実施形態においては、可変バルブタイミング装置が吸気弁３７の作動角を制御するものを説明したが、吸気弁３７の作動角は固定にしておき、排気弁３６の作動角を可変制御するものであってもよい。この場合の排気弁３６の作動角の制御は、上述の吸気弁３７の制御と同様であるので省略する。   In the above embodiment, the variable valve timing device controls the operating angle of the intake valve 37, but the operating angle of the intake valve 37 is fixed and the operating angle of the exhaust valve 36 is variably controlled. There may be. In this case, the control of the operating angle of the exhaust valve 36 is the same as the control of the intake valve 37 described above, and is therefore omitted.

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の同実施形態が適用されるエンジンの概略構成説明図。The schematic structure explanatory drawing of the engine to which the same embodiment of the present invention is applied. 同実施形態におけるエゼクタの概略構成を示す断面図。Sectional drawing which shows schematic structure of the ejector in the embodiment. 同実施形態の制御手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the control procedure of the embodiment. 同実施形態の制御弁の駆動電圧のデューティ比を示す表。The table | surface which shows the duty ratio of the drive voltage of the control valve of the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

６…電子制御装置
７…中央演算処理装置
８…記憶装置
９…入力インターフェース
１１…出力インターフェース
３０…可変バルブタイミング装置
３６…排気弁
３７…吸気弁
５２…エゼクタ
５３…ブレーキブースタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 ... Electronic controller 7 ... Central processing unit 8 ... Memory | storage device 9 ... Input interface 11 ... Output interface 30 ... Variable valve timing device 36 ... Exhaust valve 37 ... Intake valve 52 ... Ejector 53 ... Brake booster

Claims (2)

吸気弁と排気弁とのいずれか一方の作動角を可変して吸気弁と排気弁とを同時に開成させるオーバーラップ量を可変する可変バルブタイミング装置と、車両の制動装置の作動を補助する気圧式倍力装置に対して通気された際に負圧を供給する負圧発生手段とを備え、負圧発生手段を作動させる空気を吸気系に設けたスロットルバルブの下流に流入させる内燃機関において、
アイドル運転時のオーバーラップ量が所定値よりも大きいか否かを判定し、
大きいと判定した場合に負圧発生手段を通過する通気量を電磁制御弁の開度を制御することにより増加させ、電磁制御弁を通過した空気をスロットルバルブの下流に流入させる気圧式倍力装置への負圧制御方法。 A variable valve timing device that varies the operating angle of either the intake valve or the exhaust valve to simultaneously open the intake valve and the exhaust valve, and a pneumatic type that assists the operation of the braking device of the vehicle An internal combustion engine comprising negative pressure generating means for supplying a negative pressure when ventilated to the booster, and allowing air for operating the negative pressure generating means to flow downstream of a throttle valve provided in an intake system,
Determine whether the amount of overlap during idle operation is greater than a predetermined value,
A pneumatic booster that increases the amount of ventilation passing through the negative pressure generating means by controlling the opening of the electromagnetic control valve when it is determined to be large, and causes the air that has passed through the electromagnetic control valve to flow downstream of the throttle valve Negative pressure control method. 通気量の増量は、オーバーラップ量が大きくなるに応じて増量するものである請求項１記載の気圧式倍力装置への負圧制御方法。   The negative pressure control method for a pneumatic booster according to claim 1, wherein the increase in the ventilation amount is increased as the overlap amount increases.
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